5. Переробка біомаси (органічних сільськогосподарських і побутових відходів) метановим шумуванням з одержанням біогазу

Відходи сільського господарства й харчової промисловості також дозволяють одержувати енергію. Енергію з нічого. Такими відходами можуть бути гній худоби, свиней, пташиний гній, відходи боєнь, пивна дробина, післяспиртова барда, буряковий гніт, каналізаційні стоки й ін.

У нетрадиційній енергетиці особливе місце займає переробка біомаси (органічних сільськогосподарських і побутових відходів) метановим шумуванням з одержанням, біогазу, що містить близько 70% метану, і знезаражених органічних добрив. Надзвичайно важлива утилізація біомаси в сільському господарстві, де на різні технологічні потреби витрачається велика кількість палива й безупинно зростає потреба у високоякісних добривах. Усього у світі в цей час використовується або розробляється біля 60-ти різновидів біогазових технологій.

Біогаз — це суміш метану й вуглекислого газу, що утворюється в спеціальних реакторах — метантенках, улаштованих і керованих таким чином, щоб забезпечити максимальне виділення метану. Енергія, одержувана при спалюванні біогазу може досягати від 60 до 90% тієї, котрою володіє вихідний матеріал. Однак біогаз одержують із рідкої маси, що містить 95% води, так що на практиці вихід досить важко визначити.

Інше, і дуже важливе, достоїнство процесу переробки біомаси полягає в тому, що в його відходах утримується значно менше хвороботворних мікроорганізмів, ніж у вихідному матеріалі.

Одержання біогазу економічно виправдано і є кращим при переробці постійного потоку відходів (стоки тваринницьких ферм, боєнь, рослинних відходів і т.д.). Економічність полягає в тому, що немає потреби в попередньому зборі відходів, в організації й управлінні їхньою подачею; при цьому відомо, скільки й коли буде отримано відходів.

Переробка відходів на біогазових установках дозволяє одержати: біогаз, електроенергію, тепло, біодобрива, утилізацію або очищення, паливо для автомобілів.

У процесі шумування з біовідходів виробляється біогаз. Цей газ може використовуватися як і звичайний природний газ для обігріву, виробітку електроенергії. Його можна стискати, використовувати для заправлення автомобіля, накопичувати, перекачувати.

1. З одного м³ біогазу можна виробити 2 кВт∙ год електроенергії ( біо-газ при спалюванні в генераторі дає електроенергію).

Електрика утворюється без перепадів, як у суспільній мережі. Для роботи когенераційної^* установки біогаз очищається від сірки й вологи.

^*Когенераційні установки - являють собою обладнання для комбінованого виробництва електроенергії й тепла, у них застосовуються газопоршневі двигуни внутрішнього згоряння, пристосовані до роботи на біогазі.

Рисунок 4 - Генератор

2. В установці від охолодження електрогенератора виробляється тепло без додаткового спалювання газу.

Тепло можна використовувати:

• для обігріву приміщень,

• технологічних цілей,

• одержання пару.

Тепло можна одержувати при охолодженні двигуна в когенераційній установці. Так само біогаз можна спалювати напряму.

Як варіант, тепло може використовуватися для приведення в дію випарників рефрижераторів.

Рисунок 5 - Використання біогазу для опалення теплиць.

3. Переброджена маса - це екологічно чисті рідкі й тверді добрива (біогумус).

Будь-які відходи ще не є добривом. Основна частина органічних відходів накопичується в місцях виробництва, їхні об'єми великі, а для того, щоб вони стали добривом повинний пройти час. За тривалий період їх накопичується величезна кількість. І чим довше вони лежать, тим більше втрачають живильних речовин. Тому виникає потреба в ефективній їхній переробці.

Біогазова технологія дозволяє прискорено одержати за допомогою анаеробного зброджування натуральне біодобриво, що містить біологічно активні речовини й мікроелементи. Основною перевагою біодобрив у порівнянні із традиційними добривами, є форма, доступність і збалансованість всіх елементів живлення, високий рівень гуміфікації органічної речовини.

Рисунок 6 - Біодобрива

Органічна речовина служить потужним енергетичним матеріалом для ґрунтових мікроорганізмів, тому після внесення в ґрунті відбувається активізація азотофіксуючих і інших мікробіологічних процесів.

Фактори, перераховані вище, позитивно впливають на ґрунт, поліпшують фізико-механічні властивості грунту, і як наслідок при використанні збалансованих біодобрив після біогазової установки, урожайність підвищується на 30-50%. 

4. Біогаз після очищення від С₂ - це метан, яким заправляють автомобілі.

Для заправлення автомобілів встановлюється додаткова система очищення біогазу до біометану. Після такого очищення, отриманий газ - аналог природного газу (90-95 % метану CH₄) тільки різниця в його походженні. Таким метаном можна й варто заправляти техніку.

Сьогодні вже існує величезна мережа метанових заправних станцій. В умовах подорожчання дизельного палива використання метану стає більш вигідним.

По своїх характеристиках 1 м³ метану - еквівалент 1 л солярки.

При очищенні біогазу на тім же обладнанні крім метану виходить СО₂, залежно від потреб його можна одержати в газоподібному або зрідженому стані. У кожному разі цей газ є товаром і теж іде в прибуток.

Рисунок 7 - Метанова заправна станція